1、矿区生态环境与土地复垦 安徽理工大学测绘学院郑礼全,2 采矿对土地与环境的影响2.1 我国矿产资源及其开发利用 2.2 采矿对土地的破坏 2.3 采矿对环境的影响,2.1 我国矿产资源及其开发利用一、矿产资源及其有关概念（一）矿产资源矿产资源是指由地质作用形成的，赋存于地壳内部或地表的具有利用价值的、呈固态、液态或气态的自然资源。它既包括在当前技术经济条件下可以开发利用的物质，又包括在未来条件下具有潜在利用价值的物质，矿产 资源的范畴包括以下三类：(1)可以从中提取金属元素的金属矿产。(2)可以从中提取非金属原料或直接加工利用的非全属矿产，后者又称为工业岩石和矿物。(3)可以作为燃料的有机矿产
2、。此外，地下水、含矿热水、惰性气体、二氧化碳气体以及海底矿物资源等，也在矿产资源范畴内。矿产资源的最大特点是再生速度极为缓慢或不能再生。矿产资源是国民经济的基础，珍惜和合理开发矿产资源尤为重要。,（二）我国矿产资源的基本特点我国幅员辽阔，地质构造条件复杂多样化，地壳活动频繁、从而形成了较为优越的地质成矿条件：我国是世界上少有的几个矿产品种较齐全、矿产资源较丰富的国家之一。到1995年底，我国已发现矿产165种，其中探明有储量的153种，包括燃料矿产4种，金属矿产56种，非金属矿产89种，水气矿产4种。目前，全国已发现种矿产，有查明资源储量的矿产种，其中能源矿产种，金属矿产种，非金属矿产种，水气
3、矿产种。(2007年中国国土资源公报发布 ) 在已发现的全部矿种中，现阶段在国民经济中扮演重要角色的有45种：燃料矿产：煤、石油、天然气；金属矿产：铁、锰、铬、钒、铝、铜、铅、锌、镍、钨、锡、钼、锑、汞、钛、金、银、铂族、稀土、铌、铍、锂、铀；非金属矿产：磷、硫、钾盐、硼、萤石、石棉、滑石、重晶石、膨润土、高岭土、耐火粘土、石膏、珍珠岩、天然碱、金刚石、石墨。,根据对这45种主要矿产的资源形势分析和与世界资源的对比结果，我国矿产资源的基本特点如下：1矿产种类齐全，总量大，但人均矿量严重不足目前世界上已知的矿产在我国均有发现，而在已探明储量的153种矿产中，有20多种矿产储量居世界前列，其中近l
4、0种可排为世界第一。按1990年的保有储量计，我国稀土矿储量占世界总量的80，锑占52，钨占47，煤占46，菱矿占30，重晶石占24，钒占14，莹石占12。按45种主要矿产探明储量的可比价值分析，我国约为世界总价值的10，列世界第3。但由于我国人口基数大，矿产储量的人均占有值很低，仅为世界人均值的27，退居世界80位以后。通过对45种主要矿产的探明储量及其人均拥有量在世界上的地位的综合分析，可将我国矿产资源分成以下5类：(1)具有绝对优势的矿产，是指探明储量居世界第1、2位，人均拥有量大于世界平 均值的矿种。包括稀土、钛、钽、钨、锡、钼、锑、钒、锂、石膏、膨润土、芒硝、重晶石、菱镁矿、石墨共1
5、5种。(2)具有相对优势的矿产，即探明储量居世界第2、3位，但人均拥有量接近或低于世界平均值的矿产，包括煤、铌、铍、汞、硫、莹石、滑石、磷、石棉共9种。(3)具有潜在优势的矿产，即虽然探明储量居世界前列而人均拥有量偏低。但据地质勘查工作表明资源量大。储量可以得到提高的矿种，包括锌、铝土矿、珍珠岩、高岭土、耐火粘土5种。(4)相对短缺的矿产、探明储量居世界第510位，而人均拥有量低于世界平均的1/21/8的矿产。包括铁、锰、镍、铅、铜、金、银、石油、铀、硼共10种。(5)紧缺矿产，是指我国探明储量在世界上的位次偏后而人均拥有量低于世界平均值1/20的矿产，包括金刚石、铬、钾盐、天然气和天然碱等6
6、种。,2贫矿多，富矿少；中小型矿多，大型矿少；综合矿多，单一矿少我国矿产的品位普遍较低，就目前已探明的储量看，86的铁矿属于贫铁矿，70的铜、磷、铝土矿和50的锰矿也为贫矿。此外，铬铁矿、铁矿、铅矿、钼矿、砷矿、硫铁矿、银矿、铂族矿、铍矿、钽矿、锆矿、硼矿等10多种矿产的平均品位均低于国外同类矿种的平均品位。我国虽有一批在世界上堪称第一的特大型矿床，如内蒙古云鄂博稀土矿、新疆阿舍勒铜矿、湖南沛竹园钨锡多金属矿、广西大厂锡矿、湖南锡矿山锑矿，辽宁海城菱镁矿和范家堡子滑石矿、内蒙古达拉特旗芒硝矿、贵州天柱县大河边重晶石矿等。但总体上仍以中小型矿偏多。在全国已探明有储量的矿产地中，70以上为小型矿床
7、。我国有一大批多组分综合性矿产。如攀枝花共(伴)生铁、钒、钛、铬矿，甘肃金川共(伴)生镍、铜、钴、铂族矿、湖南柿竹园共(伴)生锡、锑、铋、铅、锌矿，内蒙古白云鄂博共(伴)生铁、稀土、铌矿。这些综合性矿产。虽然增加了选治难度，但如重视综合利用，则会大大提高矿产资源开发利用的经济效益。,3资源分布广泛，但储量的地理分布极不均衡已知的20多万个矿床(矿化点)散布于全国各地。但大部分矿产的探明储量具有区域性集中的特点，如铁矿50的探明储量集中于鞍本、翼东和攀西地区；煤矿储量的64集中在山西、内蒙古和陕西；铝矿近90的储量集中在山西、贵州、河南、广西；磷矿的储量77分布在云南、贵州、四川、湖北、湖南。这
8、种地理分布的不均衡性，对我国矿业布局和经济发达地区与不发达地区资源的合理配给问题有很大的影响。在相当长的时间内我国将维持“北煤南运”、“南磷北送”及“西矿东流”的局面。,（三）中国矿产资源对经济社会的支持矿产资源是国民经济建设与社会发展的物质基础，现阶段，我国95%以上的能源、80%以上的工业原料、70%以上的农业生产资料都来源于矿产资源，30%以上的农业用水和饮用水来自属于矿产资源范畴的地下水。可以说，没有矿产资源持续稳定的供应，就没有现代经济与社会的健康发展。 然而，根据将总量和人均消费量联系起来对未来资源需求所做的预测，我国煤炭探明储量818亿t，未来20年年需1618亿t，累计需求总量
9、247268亿t；石油探明储量25亿t，未来10年年需求56.4亿t，累计需求总量8592亿t；天然气探明储量5.4亿t，未来10年年需求0.60.7亿t，累计需求总量9.210亿t；铁20122014 年需求2.4 2.6亿t；铜20192023年年需求530680万t；铝20222028年年需求1 300万t。可以看出，已探明的矿产储量对经济社会的支持能力正在逐渐减弱，所以我国经济社会的发展对资源需求的相对缺乏不是一个暂时的现象。,二、我国矿产资源开发利用现状据国家发改委预测，到2020年，我国重要金属和非金属矿产资源可供储量的保障程度，除稀土等有限资源保障程度为100%外，其余均大幅度下
10、降，其中铁矿石为35%、铜为27.4%、铝土矿为27.1%、铅为33.7%、锌为38.2%、金为8.1%。可采年限石灰石为30年、磷为20年、硫不足10年，钾盐目前已是严重短缺。我国矿产资源开发具有以下特点：1、需求量不断增大，资源量日益短缺2、矿产资源分布不均，开发利用难度不断加大3、矿产资源浪费严重，环境成本高“环境与发展”已成为全世界关注的焦点，矿产资源开发利用与环境协调问题也是不容忽视的世界性问题。,三、矿产资源战略（一）发达国家的矿产资源战略概述长期以来, 以美国、日本、德国、澳大利亚为代表的资本主义发达国家， 一直努力实施全球资源战略，鼓励本国公司到海外勘探开发矿产资源。其意图就是
11、为了优化资源配置，获取廉价、优质的矿产资源，扩大对全球资源的控制能力，保证本国资源需求，确保国家经济安全。目前，世界上大部分矿产资源已经为发达国家的少数几家公司所控制。由于国情不同，各国推行全球资源战略的手段和方法也有所差别。1.美国全球资源统治战略美国作为世界上拥有丰富矿产资源的唯一超级大国，依托其强大的经济实力，实行“全球开放式”资源战略。为了持久、稳定、经济地获得资源供应，已建立起面向全球的多层次、多渠道的供应保障体系。美国全球资源战略的显著特点是: 大量购买和使用全球廉价资源；通过经济援助和投资，控制他国战略资源；建立庞大的战略资源储备。在资源开发上，则注重研究勘探开发各类资源的方法和
12、技术，如成矿规律、地球化学、地球物理和遥感勘察技术以及深部探测方法， 先进的采选冶技术资源评价，改进资源可采性和产能预测模型，建立国家级资源地球科学数据库、专家意见和产品信息等。,2.日本海外投资立国战略日本历来推行“海外投资立国”战略。作为一个矿产资源贫乏的岛国，日本几乎完全依赖进口他国矿产资源和其他工业原材料，进一步生产、加工和制造成高附加值产品后再出口他国，是世界上最典型的依靠本国发达的工业和先进的科学技术的国家之一。日本通过财政、金融、税收等多种手段，全方位鼓励矿业企业的跨国经营，把国内剩余的生产能力向外转移，并从政治、外交等不同角度支持和促进在海外建立矿产资源供应基地。此外，日本也大
13、量进口国外的原材料及资源初级产品，进行有计划的资源储备。为了保障国外矿产品的长期稳定供应，1972 年1 月发表的合作白皮书中确定: 确保稳定的矿产来源，海外供应保证方案“产量分成、产品返销协定、技术帮助协议”；系统开发本国矿产资源；通过与矿产资源丰富的发展中国家的经济合作，积极促进开发海外矿产资源(对其海外矿产勘查实行资金补助、开发公司实行保险、贷款担保)；进行经济与战略储备。,3.德国政策全方位支持矿业发展德国的大部分矿产原材料高度依赖进口，其原材料的供应政策以支持经济为目的，采取多渠道供应。以采购国外的矿产资源为主导，配合开发节约原材料的工艺技术以及研究和开发回收工艺等措施，来保证原材料
14、的稳定供应。具体措施有: 对德国采矿企业建立一些特殊的优惠政策, 如找矿和勘探的经费被认为是生产成本, 纳税可减税额, 亏损可结转； 政府在对外采购矿产原材料时, 提供法律和政治的保证, 加强原材料的自由贸易, 搞好与输出矿产资源的发展中国家间的合作关系等； 德国政府对矿产资源勘探开发提供了直接的财政支持, 共设立了两种风险勘探开发基金: 一是1969年至1989 年间, 联邦政府设立风险基金23 亿马克, 资助石油公司到国外进行石油勘探开发, 同时承诺, 勘探成功了必须偿还, 不成功可以不偿还。二是在19711990 年间, 为了保证矿产品的供应,促进国内经济的持续发展, 联邦政府设立512
15、6 亿马克的风险基金, 资助除石油外其他矿产的风险勘探开发。对获得资助的项目, 要求公司和政府对半投资, 成功了要偿还，不成功可以不偿还。另外，德国为应付特殊情况，还进行了矿产品储备。,4. 澳大利亚“玻璃地球”计划和旗舰计划澳大利亚被称为“坐在矿车上的国家”。矿物种类繁多，其中许多矿物储量大，品位高，产量和出口量在世界上具有突出地位。目前, 澳大利亚与金属矿产勘探开发研究有关的战略主要包括“玻璃地球”计划和旗舰计划。“玻璃地球”计划。“玻璃地球”计划是一项地质勘探计划，发生在科工组织内部。其宗旨是使澳大利亚大陆地表以下1km 深度以及发生于其中的地质过程, 变为透明。“玻璃地球”计划主要围绕
16、3 个主题, 即: 获取新资料的能力建设，新资料判识、综合和解译的能力建设，基于澳大利亚大陆的勘探模式的建立。旗舰计划。旗舰计划是澳大利亚国家层面上的一项重大计划。它是在经过同政府、科技界、工业界和社会各界广泛协商、咨询的基础上提出的，其目标是综合、重组、凝练国家科技资源配置，解决国家发展最为紧迫和至关重要的一系列问题。科工组织、各个大学、各州政府部门所属研究机构都积极参与，承担角色。旗舰计划培育的技术是新型工业的核心和支柱, 如采矿、酿酒、棉花、信息和通讯、科学仪器、医疗设备等。迄今为止, 澳大利亚的旗舰计划已经启动了5年, 旗舰计划总共投入的经费达几十亿澳元，旗舰项目达十几项。,（二）我国
17、的矿产资源战略综观中国矿业面临的形势，实现第三步发展目标对矿业的要求，以及当今世界潮流和时代特点，中国矿业的发展宜采取“双向发展战略”。双向发展战略的涵义和要点是：1、既要广辟矿产资源来源渠道，又要十分珍惜与合理开发利用矿产资源，贯彻开源与节约放在首位的方针；2、既要充分挖掘国内资源潜力，又要积极开拓与建立我国全球矿产资源供应体系，贯彻实施利用国际国内两个市场和国内、国外两种资源的方针；3、既要开发利用传统能源矿产资源，又要依靠科技进步开发利用新能源和替代矿产资源；4、既要增加勘查投入，寻找与发现新的矿物原料产地，建设新的矿山、油田，扩大勘查开发规模，更要通过深化改革，依靠科技进步，加强生产经
18、营管理，调动矿业职工积极性，挖掘老矿山资源潜力，增加服务年限，走内涵式发展道路，积极推进由粗放型向集约型转变；5、既要继续推动东部、中部地区的矿业发展，又要大力勘察开发西部地区的矿产资源，贯彻实施区域经济协调发展的方针；6、既要挖掘陆地资源潜力，又要加强海域资源勘查开发，实行陆海并进的方针；7、既要开采大矿、中矿，又要开采小矿，实行大、中、小矿一起采的方针；8、既要开采富矿，又要开采贫矿，实行贫富兼采的方针；9、既要巩固与发展国有矿业企业的主导地位，又要鼓励与支持其他所有制形式矿业企业依法经营与发展，贯彻实施以公有制为主体、多种经济成分共同发展的方针。,为了贯彻实施中国矿业双向发展战略，在实际
19、工作中主要应采取以下十项方针和措施。（1）增加投入，扩大矿产资源供给，实行“发展矿业、勘查先行”的方针。 （2）大力挖掘陆地资源潜力，积极开发海洋资源，实行“陆海并进”的方针。 （3）加强西部地区矿产资源勘查开发，实行“发挥区域优势与全国资源配套相结合”的方针。 （4）建立我国全球矿产资源供应体系，实行“利用国内外两种资源”的方针。 （5）积极扩大开放，实行“自主开发与合作开发相结合”的方针。 （6）十分珍惜与合理利用矿产资源，实行“开发与保护并重”的方针。 （7）坚持以国有矿为骨干，实行“国有矿与非国有矿共同发展”的方针。 （8）正确处理矿业业主与非矿产业的关系，实行“矿业为主，多种经营，综
20、合发展”的方针。 （9）调整矿产品进出口政策，实行“有出有进、以出养进”的方针。 （10）建立战略储备制度，实行“消费与储备并举”的方针。,2.2 采矿对土地的破坏 一、矿区土地破坏类型广义的土地破坏相当于环境的破坏，狭义的土地破坏指地表土地资源的破坏。以煤矿区为例。中国科学院黄土高原综合考察队(1991)认为煤炭开采造成的土地破坏有两种类型：一是占用土地，包括排矸场、露天开采剥离物压占的土地及由其引起的土地污染；二是采空区造成的地表变形、塌陷、裂缝，以及由此引起的水土流失、土地质量退化。李根福（1991）将土地破坏分为两类，即采煤场地、排土场地直接破坏的土地，称为“直接土地破坏”；这些场地的
21、尘土飞扬、水土流失、有毒有害物质流出、地下水系破坏等所造成的矿区及附近地区的土地污染称为“间接土地破坏”。我国土地复垦规定将待复垦的破坏土地分为3类，即挖损、塌陷和压占。挖损是由于露天煤矿对上覆土层与岩层的直接挖掘、开采所造成的土地破坏；塌陷是由于井工开采造成的地表陷落、裂缝、错动等土地破坏；压占是指露天开采和井工开采时排出固体废渣堆积、占用土地造成的破坏。总之，采煤引起的土地破坏的类型因采煤方式、破坏形式、分类标准不同分为多种类型。,对于一般矿区来说，我们认为比较适用的分类可基本分为3类：即井工开采沉陷地、露采迹地和废弃物堆积地。井工开采沉陷地是指矿产资源井工开采后由于地面下沉而被破坏的土地
22、；露采迹地是指露天矿开采后的废弃迹地，表现为地表支离破碎而荒芜废弃；废弃物堆积地是指矿产资源生产过程中排出的矸石、废石、尾矿等废弃物以及矿区电厂排出的粉煤灰等堆积占用的土地。二、井工开采沉陷地井工开采沉陷地是矿山生产用地，性质属人为破坏。由于矿产资源位置的不可选择性和现有技术水平限制，地下资源开采引起的地表下沉是不可避免的。依据沉陷地破坏的物理特征，可以将井工开采沉陷对地表的破坏形式归纳为以下3种：1、地表下沉盆地在开采影响波及到地表以后，受采动影响的地表从原有标高向下沉降，从而在采空区上方地表形成一个比采空区面积大得多的沉陷区域。这种地表沉陷区域称为地表下沉盆地。 地表沉陷地的最明显破坏形式
23、为下沉盆地，其中积水和坡地是最主要的破坏特征。,2、裂缝及台阶在地表下沉盆地的外边缘区，地表可能产生裂缝。这主要是由地表下沉的拉伸变形所致。地表裂缝一般平行于采空区边界发展，其深度和宽度，与有无第四纪松散层及其厚度、性质和变形值大小密切相关。地表裂缝容易造成水土流失和养分损失，影响农业生产。当裂缝大到一定程度时还会出现堑沟或台阶，对地表破坏更大。3、塌陷坑 塌陷坑多出现在急倾斜煤层开采的地区。但在浅部缓倾斜或倾斜煤层开采，地表有非连续性破坏时，也可能出现漏斗状塌陷坑。塌陷坑往往造成农田绝产及建筑物或道路的破坏，危害极大。采煤沉陷破坏土地与矿区地形、地质、覆岩性质、煤层赋存特征以及采煤方法等因素
24、有关。,三、露采迹地露天开采由于其作业的需要,必须直接剥离大量的地表岩土以及其上生长的大量植被，对土地的破坏是毁灭性的。如抚顺西露天煤矿，采煤2亿t，已开挖形成一个长11km、宽2.5km、深288m的露天采空区，破坏土地近4万亩。另一个著名的阜新海州露天煤矿，至今采煤1.3亿t，已形成一个深193m、面积1.1万亩的露天采空区。露采迹地对土地破坏的影响因素包括矿产资源赋存条件、开采方式等。一般矿产资源埋藏越深，地表剥离范围越大。露天采矿场一般可分为薄矿层少剥离的小型露采场、薄矿层多剥离或厚矿层少剥离的中型露采场、厚矿层多剥离的大型露采场和透水露采场。直接挖损对土地的破坏非常严重。根据调查与资
25、料统计，对于露天开采，每采1 万t 煤炭就有0.060.13 hm2的土地挖损，平均为0.08 hm2，截止到2002 年底，我国露天矿开采挖掘土地约为8 840 hm2。随着西部开发战略的实施，煤炭资源开发向西部转移的形势下，露天开采量会进一步增大，对于西部珍贵的土地资源及脆弱的生态环境的影响将日趋严重。由于被挖损的土地已彻底破坏，不经复垦将毫无使用价值。,四、废弃物堆积地煤矿井工方法开采的固体废弃物主要是煤矸石，用露天方法开采的固体废弃物主要是剥离土石方。煤矸石占地面积主要取决于排矸量和堆放形式，露天矿剥离土石方的占地面积主要与剥离量和堆放条件有关。燃煤电厂在生产过程中，将煤块破碎研磨成煤
26、粉，再送入锅炉在1300一1500的高温下燃烧。煤粉燃烧后剩余的残灰就是粉煤灰。每燃烧1t煤要产生250一300kg粉煤灰。目前，除一小部分粉煤灰被工业利用外，其余大部分以1:10一1:20的灰水比排入到储灰场储存起来。 废弃物在露天堆放情况下，经受风吹、日晒和雨淋，发生物理风化的剥蚀作用和化学风化，其中的有毒重金属元素（如铅、镉、汞、砷、铬等）通过扬尘、雨水的淋溶作用渗入周围土地并沉积在表面，导致严重的土壤污染并影响农业耕作。有些重金属污染还能沿着食物链传递，最终进入人体，危害人类健康。,2.3 采矿对环境的影响一、环境的基本概念我国环境保护法对环境的概念作了明确规定，并列举了较为重要的环境
27、要素。它所称的环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。在我国的环境保护法规中，是根据环境的要素和人类对环境的利用或环境的功能将其分为自然环境与社会环境两大类。自然环境是指环绕着人群的空间可以直接、间接影响到人类生活、生产的一切自然形成的物质、能量的总体，是人类赖以生存的物质基础；社会环境是相对于自然环境而言的，是指在自然环境的基础上，人类通过长期有意识的社会劳动，加工和改造了的自然物质、创造的物质生产体系、积累的物质文化等所形成的体系。人类的活动，如井
28、工开采或露天开采矿产资源等，既影响自然环境，又影响社会环境。,二、采矿对环境的影响采矿促进了人类社会的进步，也使人类的生存环境受到了污染和破坏。概括说来，采矿工业对环境的影响主要表现在以下几个方面：采矿诱发的地裂缝、地面沉陷、泥石流，导致景观变化、地表水漏失、水位下降、空气质量下降、水质变差等，也给周围村民的生产和生活带来诸多不便。（一） 井工开采沉陷对环境的影响1开采沉陷对景观的影响地下开采在地表形成下沉盆地、地裂缝、台阶、塌陷坑后，原有的地表形态发生变化。 在山区和丘陵地区，由于开采沉陷引起的地表起伏与原有的地表自然起伏相比很小，一般说来，对地形、地貌的影响不大。但在地势较平坦的地区，开采
29、沉陷通常对地形、地貌产生明显的影响。特别是当采出的矿层厚度较大时，将使原有的平原地貌变为一种持殊的丘陵地貌。,2开采沉陷对生物的影响(1) 对植物的影响矿区地下开采引起土地的大面积沉陷，影响植物的生长发育，甚至造成绿色植物的大幅度减少。土地沉陷对植物的影响情况与矿区的地形、地貌、地质、区域气候、地下潜水位高低等自然要素和采矿条件有关，可按地形、地貌和潜水位高低大致划分为四个影响区类：高潜水位的平原矿区在地下潜水位很高的平原矿区，如位于华东地区的淮南、淮北、徐州等矿区，通常地面沉陷后潜水出露地表，下沉盆地内常年大面积积水，造成大量土地不能耕种，使绿色植物大幅度减少。低潜水位的平原矿区在潜水位较低
30、的平原矿区，由于开采沉陷使地势变低和抬高潜水位，一方面使地面、地下径流不畅，在雨季很容易出现洪涝，使土地沼泽化，另一方面，在旱季潜水蒸发变得强烈。 丘陵矿区在丘陵地区，开采沉陷对植物的影响既有有利的一面，又有不利的一面。 山区矿区在山区，开采沉陷对植物的影响情况主要与区域气候和地质条件有关。,(2) 对野生动物和微生物的影响野生动物的生长繁殖要有适宜的环境条件。由于开采沉陷使矿区的自然景观发生剧变，影响绿色植物的生长发育，改变了动物的栖息环境，因而，使一些野生动物由于不适应环境的变化或由于缺少食物而死亡或迁移。一般说来，开采沉陷会导致矿区原有野生动物的种群和数量下降。水体和土壤中微生物的正常生
31、长繁殖，要求PH值不超过一定范围，有毒物质的浓度不能超过细菌所能忍受的极限。 3引发滑坡和泥石流在山区，当开采地区存在滑坡条件或有古老滑坡时，由于地下开采使覆岩产生破坏，影响岩石的物理力学性质和滑体的稳定性，很容易诱发滑坡或引起新的滑坡。当地面天然坡度较大，在雨季含水达到饱和时，随着表土层重量增大，在采动影响下还可能发生泥石流。滑坡和泥石流是非常严重的地质灾害，常因此淹没农田，摧毁房屋，造成人民生命财产的损失。4加剧岩石的风化和剥蚀由前所述，地表受采动影响后容易发生水土流失，因此，在表土层不厚的情况下，容易使基岩裸露而遭受风化和剥蚀。在基岩直接出露地表的地方，表层岩石长期受风化作用已变得较为松
32、软，受采动影响后其强度将大为降低，因而会加剧岩石的风化和剥蚀。在山区，当产生滑坡和泥石流时，将暴露出较大范围的新鲜岩石被风化和剥蚀。,5疏干地下水，地下水位下降煤、水资源共存于一个地质体中，在天然条件下，各有自身的赋存条件及变化规律。由于煤矿开采排水打破了地下水原有的自然平衡，形成以矿井为中心的降落漏斗，改变了原有的补、径、排条件，使地下水向矿坑汇流，在其影响半径之内，地下水流加快，水位下降，储存量减少，局部由承压转为无压，导致煤系地层以上裂隙水受到明显的破坏，使原有的含水层变为透水层。(1)对浅、中层地下水的影响浅、中层地下水是工业用水和生活用水的主要水源，由于采煤的影响，煤系地层及上覆松散
33、岩类中垂向裂缝增多、增大，煤系地层中的水， 松散岩类地层中的水均快速地向下渗透，形成了区域性地下水位降落漏斗，浅、中层地下水逐年被疏干，煤矿周围村庄的水井也因无水而报废。 (2) 对深层地下水的影响煤矿在开采过程中，为了维持采矿的正常进行及采煤工作面的横向和纵向的发展，必须将工作面周围的水或潜在的水排出。随开采深度的加大，深层各含水层水被截留，转化为矿坑水排出，矿井排水量逐年增加，导致深层地下水位逐年下降，所形成的地下水降落漏斗范围和幅度也越来越大。深层地下水位一旦下降，很难在短时期内得到恢复。,（二） 露天采场对环境的影响 1露天采场对景观的影响露天开采后，露天采场形成一个大的采空区， 尤其
34、是开山采石对当地自然景观和生态环境破坏极大，经过砍树拔草去土皮再炸石后，一座座秀丽的青山变成乱石堆。如广州番禺的黄角镇境内有不同规模的采石场28个，到处可见光秃秃的采坑散布在翠绿的山间，破坏了自然山体轮廓线而形成大量裸露的山体缺口，大煞自然景观。这些地段植被已破坏,基岩裸露,生态环境恶化，被人们称之为“山河破碎，满目苍痍”毫不过分。 2露天开采对水资源的影响露天开采对采矿地区水文地质条件的影响程度。取决于采矿工程的规模、采矿技术条件、地下水位、底土的水文地质情况、采矿坑道的排水能力和恢复工作的完全性及完成时间。在采场及其附近的排土场内，通常地形上凸部分明显地表现为疏干，而在地形下凹部分则水量过
35、多，使地表湿度过大或被水淹没。据国外资料，露天开采可对采场以外相当远的范围内的水文地质条件产生影响。例如，原苏联某露天矿区开采引起水文地质条件发生变化的面积超过开采面积的9倍；波兰一面积为2100hm2的露天采场，引起12万hm2的面积上水文情况有变化；法国有几个露天褐煤矿，开采后使地下水位降到200 m以下，造成矿区周围几平方公里的地面沉陷。另外，因排放露天矿坑水未进行净化处理，还造成地表水和地下水的酸化。露天开采引起的土地缺水和水质酸化，大大降低了土地的生产效能，同时使生态环境遭受严重破坏。,（三）固体废弃物对环境的影响1固体废弃物对景观的影响矿山无论是露采还是井工开采都会产生大量煤矸石，
36、即使是开采时考虑煤矸石充填的矿山，在井巷工程建设和开采前期仍有相当数量的煤矸石无法利用，废弃煤矸石一般堆成煤矸石山。在煤矿区煤矸石的大量堆放是环境景观破坏的主要因素，煤矸石多为灰黑色，在大部分矿区，巨大的、黑色的、光秃秃的煤矸石山，成了煤矿区的标志物。 2固体废弃物对生物的影响固体废弃物的堆积使得压占土地生物灭绝，由于堆场土石混堆，特别是含硫铁矿的煤矸石山易自燃，生物难以生长，整个堆场呈现一片荒凉景象。3固体废弃物对水资源的影响矸石山经雨水、雪水等的浸淋产生的淋溶水含有酸性物质、有害的重金属离子、溶解的盐类以及悬浮未溶解的颗粒状污染物。由于这些淋溶水酸性大且有毒，盐类高度集中，流入水体后则使水
37、质发生变化，危害水生生物和人类。如当淋溶水引起水体的PH值小于5时，就能消灭或抑制水中微生物的生长，妨碍水体自净，并使鱼丧生。此外，野生动物和牲畜摄入被矸石中的有害、有毒物质污染了的食物后，会影响其正常的生长和繁殖机能，以致产生疾病而死亡。,4固体废弃物对大气的影响 （1）扬尘对大气的影响煤矸石在运输、堆放过程中，会形成一种粉尘颗粒，粉尘中含有很多对人体有害的元素(如汞、铬、锡、铜、砷等)。漂浮在空气中的粉尘颗粒小的会被人体吸入肺部，导致气管炎、肺气肿、尘肺等疾病，严重的还能导致癌症的发生；大的会进入眼、鼻，引起感染，危及人体健康。另外，颗粒悬浮于大气中破坏了大气的温室效应，也会使气候出现异常
38、。粉煤灰在刮风天灰渣随风扬散，加重空气的粉尘污染。如我国包头市的粉煤灰场，遇四级风可剥离11.5cm，灰尘飞扬高度达2050 m，使平均视线降低3070。我国城市尤其是北方城市的降尘和总悬浮物普遍超标，与粉煤灰关系很大。降尘对人体的直接危害较小，主要是损害设备、农作物和景观；飘尘可长期悬浮在大气中，易进入人体的呼吸道深部，且由于飘尘的表面积很大，能吸附芘、苯并(a)芘、苯并(e)芘、苯并苊、苯并蒽等有机毒物，它们协同作用毒性更大，因此，对人体危害甚大。若煤炭中含有微量元素和放射性元素，尤其是镉、汞、砷、铀、钍等元素，能引起骨痛、白血球减少、呕吐以及癌症等病症，对人体危害很大。,（2）矸石山自燃
39、对大气的影响煤矸石山的自燃对矿区生态环境的污染最为严重。煤矸石中含有残煤、煤质泥岩和废木材等可燃物，其中碳和硫构成煤矸石山自燃的物质基础。一般煤矸石中通常固定碳含量为1030，发热量高的可达6279kJkg-112558kJkg-1。野外露天堆放的煤矸石，日积月累，堆积在煤矸石里的黄铁矿(FeS2)氧化发热，其内部的热量逐渐积蓄，当温度达到可燃物的燃点时，逐级引起混在煤矸石里的原煤自燃，再引起煤矸石自燃。自燃后，煤矸石山中部可达800C1000C高温，使煤矸石溶解，并放出大量CO、CO2、SO2、H2S和氮氧化合物等有害气体。 矸石山自燃时还伴生大量的煤尘，污染矿区的大气环境，严重损害人体健康
40、，使矸石山附近居民的呼吸道疾病和癌症发病率上升。如乌达矿务局某矿山自燃，排放出的SO2、H2S最高日平均浓度达10.69mgm-3，使该地区呼吸道疾病发病率明显高于其它地区；铜川矿务局13个煤矿中6个煤矿的煤矸石发生自燃，使煤矸石山周围地区SO2、TSP等严重超标，导致在自燃矸石山周围工作5年以上的职工都患有不同程度的肺气肿病，而且这些地区是癌症高发区。近年来，国内煤矸石山自燃的治理方法主要有分层压实、封闭法、喷浆法和注浆法。黄土表面封闭法，既采用致密的黄土或粉煤灰对煤矸石山表面进行覆盖，然后压实。表面喷浆法，将石灰、火碱、黄土和水等灭火材料制成一定比例和浓度的浆对煤矸石山表面进行喷洒处理。浅
41、孔注浆法，即用煤电钻在煤矸石山表面打2m3m深的孔，然后注浆。深孔注浆法，主要应用于大型的自燃煤矸石山。,5固体废弃物对环境其他方面的影响（1）煤矸石对环境的放射性污染煤矸石在采出、运输、堆放等过程中，由于逐渐破碎。裸露面积逐渐增大，从而扩达了与空气接触面积，其中的放射性元素向空气中大量析出，使空气中的放射性元素浓度增大，超过其本底值，便会造成辐射污染。 （2）煤矸石山崩塌和滑坡矿区煤矸石山多为自然堆积而成，结构疏松，受煤矸石中炭分自燃、有机质挥发及硫分离挥发等作用，导致煤矸石山的稳定性普遍较差，极易发生崩塌、滑坡。（3）煤矸石泥石流山区煤矿大都直接将煤矸石堆于沟谷中，成为泥石流的物质源，一旦山谷中形成较强的径流条件，即可能形成泥石流灾害。煤矸石泥石流灾害多发生于雨季，形成的灾害程度有大有小。 （4）煤矸石山爆炸煤矸石一般灰分为7080，并且硫的含量较高。煤矸石堆积后由于内部发热，温度升高（可达800C1200C），形成一个内部高温高压的环境，当煤矸石山内的瓦斯气体聚集到一定浓度，在高压的情况下，则极易产生爆炸，并引起崩塌、滑坡，形成连锁灾害。,
